Ánh sáng có bước sóng dài hơn ví dụ như màu đỏ và màu vàng sẽ ít bị tán xạ hơn còn ánh sáng có bước sóng ngắn như màu xanh hoặc tím sẽ bị tán xạ nhiều hơn.. Trong điều kiện ánh sáng mặt
Trang 1Tai sao bầu trời và nước biển có màu xanh?
Ánh sáng di chuyển trong không gian theo các bước sóng khác nhau Ánh sáng nhìn thấy được thường có bước sóng khá ngắn, màu đỏ có bước sóng dài nhất còn màu tím có bước sóng ngắn nhất Mặt trời tạo ra đủ mọi ánh sáng có các màu khác nhau và trộn lẫn tất cả các màu này lại thì chúng ta sẽ
có ánh sáng trắng Đó là lý do tại sao ở ngoài vũ trụ chúng ta nhìn thấy mặt
Khi ánh sáng từ mặt trời đi vào Trái Đất, chúng đi qua khí quyển của Trái Đất trước khi chạm vào chúng ta Bầu khí quyển của Trái Đất chứa rất nhiều oxy (O) và nytrogen (N) Các phân tử oxy và nytrogen này nhỏ hơn rất nhiều
so với bước sóng ánh sáng Ánh sáng đập vào các phân tử này không bị phản chiếu nhưng bị tán xạ đi khắp mọi hướng (còn nếu đập vào các phân tử nước trong các đám mây thì có thể sẽ tán sắc và tạo ra cầu vồng) Ánh sáng có bước sóng dài hơn (ví dụ như màu đỏ và màu vàng) sẽ ít bị tán xạ hơn còn ánh sáng có bước sóng ngắn như màu xanh hoặc tím sẽ bị tán xạ nhiều hơn Khi nhìn thấy nền trời màu xanh có nghĩa rằng ánh sáng màu xanh đã được tán xạ và “chạy lung tung” khắp nơi cho tới khi đập vào mắt bạn từ mọi hướng (chứ không phải thẳng từ mặt trời)
Vậy tại sao lại là xanh mà không phải là tím khi màu tím có bước sóng còn nhỏ hơn màu xanh? Lời giải là do ánh sáng màu xanh từ mặt trời có nhiều hơn ánh sáng từ màu tím và mắt người nhạy màu với màu xanh hơn màu tím Vào lúc hoàng hôn và bình minh thì ánh sáng mặt trời không chiếu thẳng mà phải đi một đường xa hơn mới tới được mắt người Lúc đó ánh sáng bước sóng ngắn sẽ bị tán xạ đi và mắt người chỉ còn nhìn thấy ánh sáng
có bước sóng dài, do vậy bình minh và hoàng hôn thì bầu trời mời có màu
đỏ Trong điều kiện ánh sáng mặt trời bình thường thì bầu trời sẽ có màu xanh bởi sự biến đổi bước sóng khi va đập với khí quyển
Màu xanh của nước biển biến thiên theo nhiều yếu tố chứ không cố định đơn
Màu sắc thị giác chúng ta cảm nhận là do quá trình hấp thụ bức xạ mặt trời
Trang 2của vật nhìn (object) Trong ánh sáng trắng của bức xạ mặt trời ( bước sóng 400-700) là tổng hợp của nhiều sắc cầu vồng Nước biển hấp thu mạnh các tia vùng vàng- >đỏ , tùy theo độ nông cạn , trong đục của nước biển mà màu sắc nước biển thay đổi từ nhạt đến sẫm Nước biển ven bờ lẫn nhiều phù sa , hạt lơ lững , phản xạ ít hấp thu màu sẽ nhạt , ta thấy đục hơn Màu sắc của biển cũng thay đổi theo góc nhìn ( tia ló -phản xạ ) Chính vì bề mặt rộng bao la cộng với bản chất phản chiếu lấp lánh, cho nên cường độ tia UV (sóng ngắn) ở vùng biển thường cao (do bị phản chiếu trở lại môi trường ) nên da người mau bị ăn nắng
Đèn huỳnh quang có ở khắp nơi xung quanh ta, nhưng làm thế nào nó
có thể phát sáng và hoạt động hiệu quả hơn bóng đèn sợi đốt gấp nhiều lần?
Từ khi được kỹ sư người Mỹ Peter Cooper Hewitt sáng chế vào năm 1902
và được phổ biến từ 1939 đến nay, đèn huỳnh quang được cải tiến để sử dụng rộng rãi từ gia đình cho đến các cửa hàng, văn phòng, đường phố… với vô số kiểu dáng, màu sắc, kích thước, công suất tùy theo công dụng của
Đèn huỳnh quang phát sáng như thế nào?
Đèn huỳnh quang có cấu tạo gồm hai bộ phận chính đó là ống tuýp đèn và hai điện cực ở hai đầu Cơ chế phát sáng của đèn huỳnh quang khá phức tạp diễn ra bên trong ống thủy tinh hình trụ bịt kín Ống được hút chân không, bên trong có một chút thủy ngân và được bơm đầy khí trơ, thường là khí argon hay neon Mặt bên trong ống được tráng một lớp lớp huỳnh quang tức
là bột phốt pho Ống có hai điện cực ở hai đầu, được nối với mạch điện xoay chiều
Khi ta bật công tắc đèn sẽ xảy ra hiện tượng hồ quang điện tức là sự phóng điện trong khí trơ để kích thích tạo ra ánh sáng
Trang 3Hiện tượng này như sau: Khi dòng điện đi vào và gây ra một hiệu điện thế lớn giữa các điện cực thì các dây tóc trên các đầu điện cực nóng lên, phát xạ
ra các hạt electron di chuyển trong ống với vận tốc cao từ đầu này đến đầu kia Trên đường vận động, chúng va chạm vào các phân tử khí trơ làm
Các loại đèn huỳnh quang nhiều màu sắc, kiểu dáng
Quá trình này tỏa nhiệt sẽ làm thủy ngân trong ống hóa hơi Khi các electron
và ion di chuyển trong ống, chúng sẽ va chạm vào các nguyên tử khí thủy ngân Những va chạm này sẽ làm các nguyên tử thủy ngân phát xạ ra các photon ánh sáng cực tím tức là các tia tử ngoại mà mắt thường không thấy được Do đó, loại ánh sáng này cần phải được chuyển đổi thành ánh sáng nhìn thấy để thắp sáng bóng đèn và đây chính là nhiệm vụ của lớp huỳnh
Khi những tia cực tím này va chạm vào mặt trong bóng đèn, nó sẽ làm cho các nguyên tử phốt pho giải phóng ra các hạt photon dạng tia hồng ngoại với ánh sáng trắng mắt thường có thể thấy được mà không sinh ra nhiệt lượng lớn Các nhà sản xuất có thể thay đổi màu sắc của ánh sáng bằng cách sử dụng các hợp chất huỳnh quang khác nhau
Trong các loại bóng đèn sợi đốt, chúng cũng phát ra một ít tia tử ngoại nhưng không được chuyển đổi sang tia hồng ngoại như cơ chế của đèn huỳnh quang Đồng thời các đèn sợi đốt cũng tỏa nhiệt nhiều hơn bởi các sợi tóc nóng sáng do đó làm lãng phí năng lượng Chính vì vậy, một bóng đèn huỳnh quang có hiệu suất phát sáng hiệu quả hơn một bóng đèn sợi đốt thông thường từ 4-6 lần với tuổi thọ khoảng 8.000 giờ
Đèn huỳnh quang hoạt động như thế nào?
Đèn huỳnh quang là dạng đèn phóng điện trong môi trường khí Sự phóng
Trang 4điện trong môi trường khí không giống như trong dây dẫn, vì để có được sự phóng điện trong ống đòi hỏi phải có một hiệu điện thế hay điện áp ban đầu
đủ lớn giữa hai điện cực để tạo ra hồ quang điện kích thích sự phát sáng Do vậy, bóng đèn cần phải mồi phóng điện nhờ hai bộ phận là chấn lưu hay còn
- Chấn lưu: Chấn lưu được mắc nối tiếp với hai đầu điện cực, có tác dụng điều chỉnh và ổn định tần số của dòng điện Nó là một cuộn dây cảm kháng
có tác dụng duy trì độ tự cảm tức là điện áp rơi trên nó để điện áp trên bóng
- Tắc te: Tắc te được mắc song song với hai đầu điện cực Bản chất của nó là một tụ điện dùng rơle nhiệt lưỡng kim, bên trong chứa khí neon Khi có dòng điện đi qua, hai cực của nó tích điện đến một mức nào đó thì phóng điện Nó có tác dụng khởi động đèn ban đầu
Khi bật công tắc, lúc này điện áp giữa hai đầu cực là 220V chưa đủ lớn để phóng điện Khi đó, vì tắc te mắc song song với bóng đèn nên nó cũng có điện áp là 220V và đóng vai trò như con mồi sẽ phóng điện khiến hai mạch của nó nóng lên chạm vào nhau khép kín mạch điện
Tuy nhiên, sau một lúc nó sẽ bị nguội đi và co lại gây hở mạch đột ngột Khi
đó cuộn chấn lưu sẽ bị mất điện áp và sẽ sinh ra một suất điện động chống lại sự mất của dòng điện ban đầu Lúc này trên hai điện cực của đèn có điện
áp bằng tổng điện áp trên chấn lưu cộng với điện áp đầu vào là 220V gây ra một tổng điện áp khoảng 350V đến 400V giữa hai điện cực bóng đèn (tùy vào đèn bị lão hóa, đen đầu nhiều hay ít) Khi đó, nó sẽ tạo thành một nguồn điện cao nung nóng dây tóc bóng đèn, hiện tượng hồ quang điện như đã giải thích ở trên sẽ xảy ra và đèn phát sáng Nếu đèn chưa cháy thì tắc te sẽ phải khởi động vài lần gây nên hiện tượng “chớp tắt” mà chúng ta thường thấy
Trang 5Đồng thời, khi đèn đã sáng lên, chấn lưu lại có nhiệm vụ giảm điện áp lên bóng đèn, duy trì ở mức 80 - 140V tùy theo từng loại đèn Tắc te lúc này không còn tác dụng vì điện áp đặt lên hai đầu tắc te nhỏ hơn điện áp hoạt
Sử dụng chấn lưu điện từ có ưu điểm là rẻ tiền, dễ lắp ráp sửa chữa, tuy nhiên nó cũng có nhược điểm là khởi động chậm, hay khó khởi động khi giảm áp lưới điện Do vậy, người ta có thể thay thế bằng loại chấn lưu điện
tử không cần tắc te có thể khởi động ngay lập tức do đó tiết kiệm hơn nhưng
Ngày nay, với chủ trương tiết kiệm điện và sử dụng năng lượng hiệu quả của Nhà nước thì việc sử dụng các loại đèn huỳnh quang, compact huỳnh quang không những gọn nhẹ lại tiết kiệm chi phí với hiệu suất cao hơn bóng đèn sợi đốt nhiều lần